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(共38张PPT)
第1节 基因指导蛋白质的合成
（第一课时）
第四章基因的表达
目标
01
02
03
概述遗传信息的转录和翻译过程，阐明中心法则的具体内容。（生命观念）
由中心法则的提出到完善，认同科学是不断发展的；基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的事实，认同当今生物可能有着共同的起源。（科学探究）
计算DNA碱基数目、RNA碱基数目与氨基酸数目之间的对应关系。（科学思维）
学习目标
情景视频一
《侏罗纪公园》复活（视频）
转基因抗虫棉（视频）
问题1:利用已灭绝生物的DNA，真的能够使它们复活吗？
问题2:为什么将苏云金杆菌抗虫蛋白基因（Bt抗虫蛋白基因）转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。
生物体所有特征的总和我们称之为性状，性状的主要承担者或体现者是谁
蛋白质
基因(DNA)
生物体性状主要是由谁决定的
DNA
蛋白质
一、信使的寻踪记
核糖体
DNA
蛋白质
信使
资料1: 1955年,戈德斯坦和普劳特观察到放射性物质标记的RNA从细胞核转移到细胞质。
资料2：1955年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白质又开始合成。
一、信使的寻踪记
问题3:为什么RNA适于作DNA的信使？
RNA
DNA
蛋白质
！
实验证据：
RNA充当了DNA的信使
RNA的种类及功能
遗传信息的转录
遗传信息的翻译
中心法则
01
02
03
04
目录
RNA的结构单位是什么？由哪些成分组成？
RNA的种类有哪三种？
2
3
4
1
合作探究一：请同学们自主阅读教材P64-65，小组合作思考讨论完成问题。
RNA为什么适合作DNA的信使？
RNA与DNA在化学组成和结构上的区别有哪些？
二、RNA的结构和功能
5’
3’
5’
3’
脱氧
核糖
碱基
DNA
AGCT
5’
3’
U
RNA
核糖
碱基
AGCU
DNA
胸腺嘧啶(T)
RNA
尿嘧啶(U)
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
脱氧核糖
核糖
磷酸
1.RNA的组成
二、RNA的结构和功能
DNA
RNA
全称：
基本单位：
全称：
基本单位：
DNA一般为规则的双螺旋结构
RNA通常呈单链
核糖
P
含氮碱基
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
尿嘧啶（U）
脱氧核糖核酸
脱氧核糖核苷酸
核糖核酸
核糖核苷酸
P
脱氧核糖
含氮碱基
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
结构：
结构：
分布（真核细胞）：
细胞核（主要）
线粒体、叶绿体
分布（真核细胞）：
细胞质（主要）
2.DNA和RNA的主要区别
二、RNA的结构和功能
3.RNA适合于做信使的原因
原因一
原因二
原因三
它是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基(C、G、A、U(尿嘧啶))共同组成4种核苷酸，它也能储存遗传信息。
RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，但由于RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与A配对。
二、RNA的结构和功能
蛋白质
rRNA
tRNA
mRNA
“三叶草型”
转运RNA（tRNA）
信使RNA（mRNA）
核糖体RNA（rRNA）
4.RNA的种类和功能
→蛋白质合成的“三剑客”
遗传信息传递的媒介， 蛋白质合成的模板
核糖体的组成成分
转运氨基酸的工具
少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质
二、RNA的结构和功能
RNA 种类 mRNA——信使RNA tRNA——转运RNA rRNA——核糖体RNA
空间 结构 单链 三叶草结构 单链
特点 携带从DNA上转录来的遗传信息 一端携带特定的氨基酸,另一 端特定的三个碱基可与 mRNA上的密码子互补配对, 叫反密码子 核糖体的组成成分
功能 翻译时作模板 识别并转运氨基酸 参与构成核糖体
共同点 都是转录的产物；基本单位都相同；都与翻译过程有关
5.三种RNA的比较
二、RNA的结构和功能
　实战训练　
1.下列叙述正确的是( )
A.胞嘧啶存在于RNA中而不存在于DNA中
B.核糖存在于RNA中而不存在于DNA中
C.mRNA合成于细胞核并在细胞核中发挥作用
D.DNA都是双螺旋结构，RNA都是单链结构
　实战训练　
2.关于RNA和DNA的区别，下列说法错误的是(　　)
A.DNA是规则的双螺旋结构，而RNA一般是单链
B.DNA中的五碳糖是核糖，RNA中的五碳糖是脱氧核糖
C.DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U
D.DNA中的嘧啶和嘌呤相等，但RNA中不一定
　实战训练　
3.下列关于DNA和RNA的叙述，错误的是
A.DNA和RNA都能携带生物的遗传信息
B.真核细胞中RNA主要分布在细胞质中
C.原核细胞中同时含有DNA和RNA分子
D.RNA分子彻底水解的产物有5种
　实战训练　
4.信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的(　　)
A.转运RNA中核苷酸的排列顺序
B.蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
C.核糖体RNA中核苷酸的排列顺序
D.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
DNA的遗传信息
RNA的遗传信息
转录
三、遗传信息的转录过程
过程如何呢
合作探究二：请同学们结合教材P64的文字，和图4-4小组合作探究下列问题。小组合作思考讨论完成问题。
1.DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
2.什么是转录？模板？原料？场所？具体过程？结果？
3.遗传信息的流动方向？
4.转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？
5.转录是转录整个DNA么？一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因是否一定也在进行转录？
三、遗传信息的转录过程
三、遗传信息的转录过程
在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA过程。
模板：DNA的一条链
原料：4种核糖核苷酸
能量：由细胞呼吸提供
酶：RNA聚合酶等
场所：真核：细胞核、线粒体、叶绿体
原核：细胞质中
1.定义
2.条件
三、遗传信息的转录过程
基因
启动子
RNA聚合酶
转录的起始（以mRNA为例)
RNA聚合酶结合到基因的启动子（RNA聚合酶结合位点,位于DNA上）位置，转录就开始。
3.过程
三、遗传信息的转录过程
⑴解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
ATP
RNA聚合酶
**该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；
三、遗传信息的转录过程
⑵配对：游离的核糖核苷酸按碱基互补配对原则随机地与DNA
模板链上的碱基配对，确定RNA的核糖核苷酸排列顺序。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
三、遗传信息的转录过程
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
5'
3'
ATP
⑶ mRNA的延伸:在RNA聚合酶的催化下从子链的5‘端把子链的核糖 核苷酸聚合成核糖核苷酸链。
合成方向：
子链的5’端→ 3’端
特点：
边解旋边转录
三、遗传信息的转录过程
⑷脱离：mRNA释放，DNA双链恢复。
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
细胞质
细胞核
mRNA
三、遗传信息的转录过程
U
A
A
G
U
C
C
C
T
T
G
G
A
A
A
RNA聚合酶
1 解旋
RNA聚合酶与编码蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链解开，碱基暴露出来。
游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。（5’端-3’端延伸）
4 释放
3 连接
合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。
2 配对
三、遗传信息的转录过程
碱基互补配对
A－U、T－A、G－C、C－G
原则:
产物:
特点:
RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
边解旋边转录
遗传信息传递的方向:
DNA→RNA
遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备
转录的意义:
mRNA的延伸方向:
从5’-端到3’-端
三、遗传信息的转录过程
时间:
个体生长发育的整个过程
提醒：每次转录的只是DNA分子特定的基因片段（并非整个DNA）
　实战训练　
5.下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（ ）
A.tRNA、rRNA和mRNA都由DNA转录而来
B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
6.某信使RNA中有碱基60个，其中G+A为25个，那么转录此RNA的DNA片段中G+A为( )
A．25　　 B．35　　 C．50　　 D．60
　实战训练　
7.如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是
A.①链的碱基A与②链的碱基T互补配对
B.②是以4种核糖核苷酸为原料合成的
C.如果③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D.转录完成后，②需要通过两层生物膜才能与核糖体结合
　实战训练　
8.下图表示细胞核中所完成的mRNA的形成过程示意图，有关叙述正确的是(　　)
A．图中RNA聚合酶的移动方向是从左向右
B．图中RNA与a链碱基互补
C．图示RNA—DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的T配对
D．DNA双螺旋解开需要解旋酶的参与，同时消耗能量
　实战训练　
9.对于图示，说法不正确的有(　　)
①表示DNA复制过程　 ②表示DNA转录过程　③图中共有5种碱基　④图中共有8种核苷酸　⑤图中共有5种核苷酸　⑥图中的A均代表同一种核苷酸
A．①②③　　　 B．②③⑤
C．②③④ D．①⑤⑥
　实战训练　
10.图甲和图乙是在人体某细胞的细胞核中发生的两个过程，下列相关判断不正确的是
A.该细胞可能是造血干细胞，不可能是胰岛B细胞
B.与图甲过程相比，图乙过程可频繁发生
C.图甲过程形成产物的长度与图乙形成的大致相同
D.基因1与基因2转录的模板链可能不在DNA的一条单链上
DNA复制 转录
时间
场所 解旋
模板
原料
酶
配对方式
特点
方向
产物
意义
细胞分裂间期
生长发育过程
完全解旋
只解有遗传效应片段（基因）
DNA的两条链均为模板
DNA的一条链为模板
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
A-T、 T—A、C—G 、 G—C
A-U、 C—G 、T—A、 G—C
半保留复制，边解旋边复制
边解旋边转录
2个子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA
使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性
遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备
主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒
新链从5’端-3’端延伸
新链从5’端-3’端延伸
DNA复制和转录的比较
三、遗传信息的转录过程
A
G
T
T
C
G
G
A
A
C
T
C
A
A
G
C
C
T
T
G
α
β
A
G
T
T
C
G
G
A
A
C
转录
U
C
A
A
G
C
C
U
U
G
α
DNA
DNA的一条链
RNA
转录成的RNA的碱基与DNA模板链（α）的碱基是互补配对的关系，该RNA的碱基序列与另一条非模板链（β）的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链（β）上的碱基是T。
三、遗传信息的转录过程
问题4:转录成的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同？
三、遗传信息的转录过程
问题5:转录时，DNA链完全解开么？ DNA的两条链都可作为模板链么？
边解旋边转录;只有一条链可作为模板链。
问题6:转录是转录整个DNA么？
转录不是转录整个DNA，转录以基因为单位进行。
问题6:一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因是否一定也在进行转录？
一个DNA分子中的两个基因，不一定同时进行转录。
同种生物的不同细胞中，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量一般是不相同的，但tRNA和rRNA的种类一般没有差异。
　实战训练　
11．遗传信息转录的过程中，mRNA 的三个碱基从 5′端到 3′端依次是 UAC，则 DNA 模板链上对应的三个碱基从 5′端到 3′端依次是( )
A．GTA B．ATG C．TUC D．AUG
　实战训练　
12.在遗传信息的转录过程中，保证遗传信息准确无误地传给 mRNA 的关键步骤是( )
A. 破坏氢键并使 DNA 双链分开
B. 游离核糖核苷酸与母链碱基互补配对
C. 配对的游离核苷酸连接成子链
D. 子链与模板母链盘绕成双螺旋结构
　实战训练　
13．下图是真核生物 mRNA 合成过程示意图，请据图判断下列说法正确的是（ ）
A．①片段正处于解旋状态，形成这种状态需要 DNA 复制过程中的解旋酶
B．图中②是以 4 种脱氧核苷酸为原料合成的
C．如果图中③表示酶分子，则它的名称是 RNA 聚合酶
D．图示过程在细胞核中完成，②合成后，④中的模板链降解

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